Sensitive Perfluoroalkyl Substance (PFAS) Screening Using High Resolution Accurate Mass Spectral Library

Význam tématu

Per- a polyfluorované alkylové látky (PFAS) jsou díky své chemické a tepelné stabilitě běžně používané v průmyslu i domácnostech. Jejich perzistence a toxicita v životním prostředí vyžadují citlivé a selektivní analytické metody s nízkým rizikem falešných pozitivních či negativních identifikací.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo vyvinout vysoce citlivou chromatograficko–hmotnostní metodu s přesnou masovou analýzou (HRAM) pro screening PFAS ve složitých matricích. Byla vytvořena a validována spektrální knihovna autentických standardů pro rychlou identifikaci a minimalizaci falešných signálů.

Použitá metodika a instrumentace

Byl použit QTOF hmotnostní analyzátor Shimadzu LCMS-9030 spojený s UHPLC systémem Nexera-X2. Rozhraní ESI pracovalo při teplotách 100 °C (DL), 200 °C (heat block) a s optimalizovanými průtoky plynů. Separace probíhala na kolóně Restek Raptor C-18 (150×2,1 mm, 2,7 µm) při 40 °C s gradientní elucí mobilní fáze A: 20 mM acetát amonný a B: methanol, doby analýzy 35 minut. Spektrální knihovny byly validovány pomocí Formula Predictor softwaru a EPA DSSTox databáze.

Hlavní výsledky a diskuse

Stabilita hmotnostní přesnosti bez opakované kalibrace byla lepší než ±3 ppm po třídenním sledování. Kvantitativní kalibrace vykázaly lineárnost r2 vyšší než 0,99 a limity kvantifikace v rozsahu 2–5 ppt s přijatelností přesnosti a opakovatelnosti. Metoda efektivně rozlišila lineární a větvené izomery PFHxS a PFOS. Library matching dosahoval similarity skóre 75–92 % a výrazně omezoval falešné pozitivní nálezy ve složitých matrice.

Přínosy a praktické využití metody

• Zvýšená selektivita a citlivost srovnatelná s konvenčními triple quadrupole metodami.
• Snížení rizika falešných detekcí v komplexních vzorcích díky HRAM knihovně.
• Rychlý screening a spolehlivá identifikace širokého spektra PFAS v environmentálních a biologických vzorcích.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření spektrálních knihoven o nové PFAS, metabolity a doplňující standardy.
• Začlenění retenčních časů a pokročilých vyhledávacích algoritmů založených na strojovém učení.
• Automatizace celého analytického workflow od extrakce po výsledný report.

Závěr

Navržená LC–QTOF metoda s vysokým rozlišením a přesnou masovou analýzou poskytuje robustní, citlivý a selektivní přístup pro screening PFAS. Stabilní hmotnostní přesnost, nízké kvantifikační limity a účinná redukce falešných nálezů ji předurčují k širokému využití v analytických laboratořích.

Reference

• EPA Method 537.1
• EPA DSSTox a CompTox databáze
• Shimadzu LCMS-9030 Application Note, 2019